Характеристика роторно-поршневого двигателя

Характеристика  роторно-поршневого двигателя

Что это такое РПД?

В классическом четырехтактном двигателе  один и тот же цилиндр используется для различных операций – впрыск, сжатие, сжигание и выпуска. В роторном же двигателе каждый процесс выполняется  в отдельном отсеке камеры. Эффект мало чем отличается от разделения цилиндра на четыре отсека для каждой из операций.

В поршневом двигателе давление возникающее при сгорании смеси заставляет поршни двигаться вперед и назад в своих цилиндрах. Шатуны и коленчатый вал преобразуют это толкательное движение во вращательное, необходимое для движения автомобиля.

В роторном двигателе нет прямолинейного движения которое надо было бы переводить во вращательное. Давление образуется в одном из отсеков камеры заставляя ротор вращаться, это снижает вибрацию и повышает потенциальную величину оборотов двигателя. В результате всего большая эффективность, и меньшие размеры при той же мощности, что и обычного поршневого двигателя.

Как работает РПД?

Функцию поршня в РПД выполняет  трехвершинный ротор, преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора (наружного корпуса) обеспечивается парой шестерен, одна из которых жестко закреплена на роторе, а вторая на боковой крышке статора. Сама шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора который с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг нее.

Вал вращается в подшипниках, размещенных  на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается  ротор. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает целесообразное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного  объема. Передаточное отношение шестерен 2:3, поэтому за один оборот эксцентрикового  вала ротор поворачивается на 120 градусов, а за полный оборот ротора в каждой из камер совершается полный четырехтактный цикл.

Газообмен регулируется вершиной ротора при прохождении ее через впускное и выпускное окно. Такая конструкция  позволяет осуществлять 4-тактный  цикл без применения специального механизма  газораспределения.

Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными  пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением  газа и ленточными пружинами. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск - принципиально  такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания

Достоинства и недостатки РПД

Все части роторного двигателя  постоянно вращаются в одном  направлении, что не создает вибрации, связанной с переменным направлением движения поршней, присущей обычным  двигателям.

Наряду с несомненными достоинствами  у двигателя Ванкеля существуют и серьезные конструктивные недостатки, преодолеть которые крайне сложно.

Камера сгорания роторного двигателя  имеет в плане форму серпа. Поэтому при том же объеме, что  и у цилиндрической камеры обычного мотора, площадь ее поверхности намного  больше.

Следствие — большая теплонагруженность двигателя и меньший тепловой КПД.

Кроме того, серповидная форма не позволяет организовать вихревое наполнение камеры сгорания, чтобы добиться полного  сгорания топливовоздушной смеси.

Отсюда худшая, по сравнению с  поршневыми моторами, экономичность  и проблемы с выбросом вредных  веществ.

Столь же обширен список технологических  недостатков. На первом месте — сам  процесс изготовления статора сложной  формы с износостойкой рабочей  поверхностью.

Трудность еще и в том, что  статор должен успешно противостоять  температурным деформациям: в отличие  от обычного мотора, где теплонагруженная камера сгорания частично охлаждается  в фазе впуска и сжатия свежей рабочей  смесью, здесь процесс сгорания всегда происходит в одной части двигателя, а впуск — в другой.

Еще одна проблема — уплотнения ротора. Если в поршневом моторе кольца соприкасаются  с зеркалом цилиндра только одной  рабочей кромкой и под постоянным углом, то уплотнения на вершинах ротора касаются статора под постоянно  изменяющимися углами, что приводит к большим нагрузкам на их грани.

Кроме того, эти уплотнения работают в условиях ограниченной смазки и  плохого теплоотвода — для  их смазывания приходится дополнительно  впрыскивать масло прямо во впускной коллектор. Нетрудно догадаться, что  экологических показателей мотора это тоже не улучшает.

Технические характеристики роторно-поршневого двигателя (рпд) ВАЗ-4132 и ВАЗ-415